คุณรู้จักเรื่องห้องสะอาดมากแค่ไหน?

กำเนิดห้องสะอาด

การเกิดขึ้นและการพัฒนาของเทคโนโลยีทั้งหมดล้วนเป็นผลมาจากความต้องการของฝ่ายผลิต เทคโนโลยีห้องสะอาดก็เช่นกัน ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ไจโรสโคปแบบ Air-bearing ที่ผลิตในสหรัฐอเมริกาสำหรับระบบนำทางอากาศยานต้องได้รับการซ่อมแซมโดยเฉลี่ย 120 ครั้งต่อไจโรสโคป 10 ตัว เนื่องจากคุณภาพไม่คงที่ ในช่วงสงครามคาบสมุทรเกาหลีในช่วงต้นทศวรรษ 1950 มีการเปลี่ยนชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์มากกว่าหนึ่งล้านชิ้นในอุปกรณ์สื่อสารอิเล็กทรอนิกส์ 160,000 ชิ้นในสหรัฐอเมริกา เรดาร์ขัดข้อง 84% และโซนาร์เรือดำน้ำขัดข้อง 48% สาเหตุคืออุปกรณ์และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์มีความน่าเชื่อถือต่ำและคุณภาพไม่คงที่ กองทัพและผู้ผลิตได้ตรวจสอบสาเหตุและในที่สุดก็สรุปจากหลายแง่มุมว่าเกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมการผลิตที่ไม่สะอาด แม้ว่าจะไม่มีการลดค่าใช้จ่ายใดๆ และมีการใช้มาตรการที่เข้มงวดหลายประการเพื่อปิดโรงงานผลิต แต่ผลลัพธ์ที่ได้กลับน้อยมาก นี่คือจุดกำเนิดของห้องสะอาด!

การพัฒนาห้องคลีนรูม

ขั้นตอนแรก: จนถึงต้นทศวรรษ 1950 แผ่นกรองอากาศ HEPA-High Efficiency Particulate Air Filter ซึ่งคณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณูของสหรัฐอเมริกาพัฒนาขึ้นสำเร็จในปี 1951 เพื่อแก้ปัญหาการดักจับฝุ่นกัมมันตภาพรังสีที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์ ได้ถูกนำมาประยุกต์ใช้กับระบบส่งของโรงงานผลิต การกรองอากาศได้ก่อให้เกิดห้องสะอาดที่มีความสำคัญสมัยใหม่อย่างแท้จริง

ขั้นตอนที่สอง: ในปี พ.ศ. 2504 วิลลิส วิทฟิลด์ นักวิจัยอาวุโสประจำห้องปฏิบัติการแห่งชาติซานเดียในสหรัฐอเมริกา ได้เสนอแนวคิดที่เรียกว่าการไหลแบบลามินาร์ (laminar flow) ในขณะนั้น และปัจจุบันเรียกว่าการไหลแบบทิศทางเดียว (unidirectional flow) ซึ่งเป็นแผนการจัดการการไหลเวียนของอากาศสะอาดและนำไปประยุกต์ใช้กับโครงการจริง นับแต่นั้นมา ห้องสะอาดได้บรรลุถึงระดับความสะอาดที่ไม่เคยมีมาก่อน

ขั้นตอนที่สาม: ในปีเดียวกันนั้น กองทัพอากาศสหรัฐฯ ได้กำหนดและออกมาตรฐานห้องสะอาดฉบับแรกของโลก TO-00-25--203 คำสั่งกองทัพอากาศ "มาตรฐานสำหรับการออกแบบและลักษณะการทำงานของห้องสะอาดและม้านั่งสะอาด" บนพื้นฐานนี้ มาตรฐานของรัฐบาลกลางสหรัฐฯ FED-STD-209 ซึ่งแบ่งห้องสะอาดออกเป็น 3 ระดับ ได้รับการประกาศในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2506 จนถึงปัจจุบัน ต้นแบบของเทคโนโลยีห้องสะอาดที่สมบูรณ์แบบก็ได้ถูกสร้างขึ้นแล้ว

ความก้าวหน้าที่สำคัญสามประการข้างต้นมักได้รับการยกย่องว่าเป็นสามเหตุการณ์สำคัญในประวัติศาสตร์การพัฒนาห้องคลีนรูมสมัยใหม่

ในช่วงกลางทศวรรษ 1960 ห้องสะอาด (Clean Room) ได้รับความนิยมแพร่หลายในภาคอุตสาหกรรมต่างๆ ของสหรัฐอเมริกา ไม่เพียงแต่ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมการทหารเท่านั้น แต่ยังได้รับการส่งเสริมในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์ออปติก ตลับลูกปืนขนาดเล็ก มอเตอร์ขนาดเล็ก ฟิล์มไวแสง สารเคมีบริสุทธิ์พิเศษ และภาคอุตสาหกรรมอื่นๆ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการส่งเสริมการพัฒนาวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และอุตสาหกรรมในยุคนั้น ต่อไปนี้คือบทนำโดยละเอียดเกี่ยวกับประเทศต่างๆ ทั้งในประเทศและต่างประเทศ

การเปรียบเทียบการพัฒนา

ต่างประเทศ: ในช่วงต้นทศวรรษ 1950 เพื่อแก้ปัญหาการดักจับฝุ่นกัมมันตรังสีที่เป็นอันตรายต่อร่างกายมนุษย์ คณะกรรมาธิการพลังงานปรมาณูแห่งสหรัฐอเมริกาได้นำแผ่นกรองอากาศอนุภาคประสิทธิภาพสูง (HEPA) มาใช้ในปี 1950 ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญครั้งแรกในประวัติศาสตร์การพัฒนาเทคโนโลยีสะอาด ในช่วงทศวรรษ 1960 ห้องคลีนรูมได้ผุดขึ้นในเครื่องจักรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความแม่นยำและโรงงานอื่นๆ ในสหรัฐอเมริกา ขณะเดียวกัน กระบวนการย้ายเทคโนโลยีห้องคลีนรูมอุตสาหกรรมไปสู่ห้องคลีนรูมชีวภาพก็ได้เริ่มต้นขึ้น ในปี 1961 ห้องคลีนรูมแบบไหลลามินาร์ (การไหลแบบทิศทางเดียว) ได้ถือกำเนิดขึ้น มาตรฐานห้องคลีนรูมที่เก่าแก่ที่สุดในโลกคือ หลักคำสอนทางเทคนิคของกองทัพอากาศสหรัฐอเมริกา ฉบับที่ 203 ได้ถูกบัญญัติขึ้น ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 การก่อสร้างห้องคลีนรูมเริ่มเปลี่ยนไปสู่อุตสาหกรรมการแพทย์ ยา อาหาร และชีวเคมี นอกจากสหรัฐอเมริกาแล้ว ประเทศอุตสาหกรรมชั้นนำอื่นๆ เช่น ญี่ปุ่น เยอรมนี สหราชอาณาจักร ฝรั่งเศส สวิตเซอร์แลนด์ อดีตสหภาพโซเวียต เนเธอร์แลนด์ ฯลฯ ต่างให้ความสำคัญและพัฒนาเทคโนโลยีสะอาดอย่างจริงจังเช่นกัน หลังจากทศวรรษ 1980 สหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่นประสบความสำเร็จในการพัฒนาแผ่นกรองอัลตราเฮปารุ่นใหม่ที่มีเป้าหมายการกรอง 0.1 ไมโครเมตร และประสิทธิภาพการกรอง 99.99% สุดท้ายนี้ ได้มีการสร้างห้องสะอาดอัลตราเฮปาที่มีขนาด 0.1 ไมโครเมตร ระดับ 10 และ 0.1 ไมโครเมตร ระดับ 1 ซึ่งนำการพัฒนาเทคโนโลยีสะอาดเข้าสู่ยุคใหม่

จีน: ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1960 ถึงปลายทศวรรษ 1970 สิบปีนี้เป็นจุดเริ่มต้นและรากฐานของเทคโนโลยีห้องสะอาดของจีน ซึ่งช้ากว่าต่างประเทศประมาณสิบปี นับเป็นยุคสมัยที่พิเศษและยากลำบากอย่างยิ่ง เศรษฐกิจซบเซาและขาดการทูตที่แข็งแกร่ง ภายใต้สภาวะที่ยากลำบากเช่นนี้ รวมถึงความต้องการของเครื่องจักรความแม่นยำ เครื่องมือวัดการบิน และอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ แรงงานด้านเทคโนโลยีห้องสะอาดของจีนจึงเริ่มต้นเส้นทางการเป็นผู้ประกอบการของตนเอง ตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1970 ถึงปลายทศวรรษ 1980 เทคโนโลยีห้องสะอาดของจีนได้ก้าวผ่านช่วงการพัฒนาที่สดใส ในกระบวนการพัฒนาเทคโนโลยีห้องสะอาดของจีน ความสำเร็จที่สำคัญและโดดเด่นหลายประการเกิดขึ้นในช่วงเวลานี้เกือบทั้งหมด ตัวชี้วัดเหล่านี้ได้พัฒนาไปถึงระดับทางเทคนิคของต่างประเทศในช่วงทศวรรษ 1980 ตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1990 จนถึงปัจจุบัน เศรษฐกิจของจีนยังคงเติบโตอย่างมั่นคงและรวดเร็ว มีการลงทุนระหว่างประเทศอย่างต่อเนื่อง และกลุ่มบริษัทข้ามชาติหลายแห่งได้สร้างโรงงานผลิตไมโครอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากในประเทศจีนอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นเทคโนโลยีในประเทศและนักวิจัยจึงมีโอกาสมากขึ้นในการติดต่อโดยตรงกับแนวคิดการออกแบบห้องคลีนรูมระดับสูงของต่างประเทศ และทำความเข้าใจกับอุปกรณ์และอุปกรณ์ขั้นสูงของโลก การจัดการและการบำรุงรักษา ฯลฯ

ด้วยการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี บริษัทห้องสะอาดของจีนก็พัฒนาอย่างรวดเร็วเช่นกัน มาตรฐานการครองชีพของผู้คนยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ความต้องการด้านสภาพแวดล้อมและคุณภาพชีวิตก็เพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ เทคโนโลยีวิศวกรรมห้องสะอาดได้ถูกนำมาประยุกต์ใช้กับการฟอกอากาศในครัวเรือนอย่างค่อยเป็นค่อยไป ปัจจุบัน โครงการห้องสะอาดของจีนไม่เพียงแต่เหมาะสำหรับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องใช้ไฟฟ้า ยา อาหาร การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ และอุตสาหกรรมอื่นๆ เท่านั้น แต่ยังมีแนวโน้มที่จะนำไปใช้ในบ้านเรือน สถานบันเทิงสาธารณะ สถาบันการศึกษา และอื่นๆ ด้วยการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่อง บริษัทวิศวกรรมห้องสะอาดจึงค่อยๆ ขยายกิจการไปสู่ครัวเรือนหลายพันครัวเรือน ขนาดของอุตสาหกรรมอุปกรณ์ห้องสะอาดในครัวเรือนก็เติบโตขึ้นทุกวัน และผู้คนก็เริ่มเพลิดเพลินไปกับผลกระทบของวิศวกรรมห้องสะอาด